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[4404] 2017-10-09_GPS系统为何频繁遭遇失灵？你可能靠普京大帝太近了

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2017-10-09_GPS系统为何频繁遭遇失灵？你可能靠普京大帝太近了 G P S 系 统 为 何 频 繁 遭 遇 失 灵 ？ 你 可 能 靠 普 京 大 帝 太 近 了 原 创   E 小 编   E 安 全   2 0 1 7 - 1 0 - 0 9 E 安 全 1 0 月 0 9 日 讯   今 年 6 月 底 ， 超 过 2 0 艘 舰 艇 在 黑 海 区 域 遭 遇 G P S 信 号 接 收 问 题 。 据 专 家 介 绍 ， 这 些 问 题 很 可 能 是 因 G P S 基 础 设 施 遭 受 攻 击 所 致 。 两 年 前 挪 威 研 究 机 构 两 年 前 挪 威 研 究 机 构 D R E 就 已 经 开 始 就 已 经 开 始 G P S 研 究 研 究 2 0 1 5 年 8 月 ， 几 位 工 作 人 员 正 端 坐 在 挪 威 国 防 研 究 机 构 （ 简 称 D R E ） 的 一 台 显 示 屏 旁 凝 视 关 注 。 此 时 ， 一 个 红 点 亮 起 ， 其 位 置 正 是 我 们 身 处 的 挪 威 奥 斯 陆 周 边 。 我 们 在 笔 记 本 上 键 入 了 几 条 命 令 。 数 分 钟 之 后 ， 小 红 点 已 经 转 移 到 日 本 春 日 大 学 附 近 ， 并 在 其 中 一 栋 建 筑 物 区 域 内 移 动 。 这 时 ， 我 们 手 机 上 的 谷 歌 地 图 应 用 则 投 射 出 地 球 另 一 边 的 相 同 位 置 。 两 分 钟 之 后 ， 红 点 再 次 回 归 正 确 位 置 。 D R E 之 所 以 进 行 此 次 操 作 ， 旨 在 测 试 一 种 能 够 向 大 部 分 现 代 G P S 接 收 装 置 发 送 欺 骗 性 卫 星 信 号 的 系 统 。 目 前 ， 有 证 据 表 明 这 项 技 术 正 被 军 方 所 利 用 ， 并 且 一 经 有 人 再 次 遭 遇 类 似 的 情 况 。 目 前 ， 有 证 据 表 明 这 项 技 术 正 被 军 方 所 利 用 ， 并 且 一 经 有 人 再 次 遭 遇 类 似 的 情 况 。 G P S 有 哪 些 用 处 ？ 有 哪 些 用 处 ？ 大 多 数 现 代 化 基 础 设 施 均 高 度 依 赖 G P S 系 统 ， 其 能 够 在 地 理 位 置 与 时 间 维 度 提 供 高 精 度 测 量 结 果 。 如 果 不 清 楚 去 一 个 目 的 地 的 路 线 ， G P S 显 然 能 够 帮 上 大 忙 ， 导 航 功 能 也 正 是 大 多 数 人 首 先 想 到 的 使 用 方 向 ， 目 前 高 德 地 图 、 百 度 地 图 、 谷 歌 地 图 等 已 经 被 广 泛 使 用 ， 并 且 不 同 的 地 图 还 能 显 示 出 其 各 自 特 有 的 优 势 。 不 过 在 现 实 生 活 当 中 ， G P S 实 际 更 为 重 要 ， 甚 至 可 以 说 是 现 代 社 会 最 为 重 要 的 组 成 部 分 之 一 。 G P S 能 报 告 最 精 准 的 时 间 能 报 告 最 精 准 的 时 间 诸 多 部 门 都 依 赖 G P S 以 完 成 自 身 任 务 ， 其 作 用 并 不 仅 限 于 定 位 本 身 ， 亦 体 现 在 时 间 层 面 ： 2 4 颗 全 球 定 位 系 统 卫 星 中 的 每 一
颗 都 拥 有 自 己 的 原 子 钟 。 这 意 味 着 通 过 G P S 报 告 的 时 间 最 为 精 确 可 靠 。 这 一 点 有 多 重 要 ？ 举 例 来 说 ， 如 果 您 经 营 一 家 证 券 交 易 所 ， 那 么 自 动 交 易 系 统 每 秒 需 要 执 行 数 千 笔 交 易 ， 而 其 中 毫 秒 级 别 的 差 异 都 可 能 造 成 价 值 数 百 万 美 元 的 影 响 。 同 样 的 道 理 亦 适 用 于 移 动 运 营 商 ， 其 客 户 希 望 自 己 的 呼 叫 不 会 因 接 入 信 号 塔 的 切 换 而 遭 遇 中 断 。 而 信 号 塔 在 很 大 程 度 上 亦 依 赖 于 G P S 实 现 计 时 与 同 步 。 海 上 交 通 海 上 交 通 不 过 G P S 系 统 在 海 上 交 通 领 域 的 作 用 更 为 重 要 。 目 前 ， 数 以 万 计 的 船 只 游 弋 在 没 有 任 何 视 觉 标 志 进 行 引 导 的 广 阔 海 域 。 一 旦 没 有 G P S ， 驾 驶 者 将 很 难 将 船 只 准 确 引 导 至 正 确 的 港 口 ， 很 可 能 直 接 回 到 “ 指 南 针 时 代 ” ， 至 少 要 绕 很 多 远 路 。 以 蓝 圈 标 记 的 为 船 只 的 实 际 位 置 ， 橙 图 标 记 则 为 内 部 G P S 系 统 报 告 的 位 置 。 6 月 2 2 日 ， 一 艘 船 只 于 黑 海 区 域 黑 海 区 域 向 美 国 海 岸 警 卫 队 发 出 一 份 报 告 ， 指 出 G P S 系 统 存 在 异 常 状 况 。 根 据 该 船 只 的 导 航 系 统 报 告 显 示 ， 其 当 前 位 置 靠 近 陆 地 上 的 俄 罗 斯 格 连 吉 克 市 的 机 场 陆 地 上 的 俄 罗 斯 格 连 吉 克 市 的 机 场 。 而 就 在 不 久 之 后 ， 同 一 区 域 内 超 过 2 0 艘 船 只 相 继 发 布 了 类 似 的 报 告 。 【 视 频 】
黑 海 船 只 G P S 信 号 失 灵 M a r i t i m e   E x e c u t i v e   网 站 率 先 发 布 了 相 关 报 道 。 根 据 其 文 章 所 言 ， 某 艘 船 只 曾 向 美 国 海 岸 警 卫 队 发 出 以 下 报 告 ： 由 于 接 近 俄 罗 斯 新 罗 西 斯 克 海 岸 位 置 ， G P S 设 备 间 歇 性 出 现 G P S 信 号 无 法 获 取 问 题 。 目 前 显 示 H D O P   0 . 8 精 度 为 1 0 0 米 以 内 ， 但 我 们 的 实 际 位 置 已 经 在 2 5 海 里 之 外 。 即 船 长 表 示 他 的 G P S 系 统 测 出 来 的 位 置 误 差 在 1 0 0 米 范 围 内 ， 但 船 只 的 实 际 位 置 却 距 离 G P S 报 告 的 位 置 2 5 海 里 以 上 ， 误 差 明 显 太 大 。 船 长 将 以 上 照 片 发 送 至 美 国 海 岸 警 卫 队 。 他 连 续 多 日 报 告 收 取 到 错 误 的 位 置 信 息 。
本 照 片 由 美 国 海 岸 警 卫 队 导 航 中 心 提 供 今 年 6 月 2 2 日 到 2 4 日 之 间 ， M a r i n e   T r a f f i c 网 站 对 该 区 域 内 的 全 部 海 上 船 只 进 行 了 访 问 ， 并 确 定 受 到 影 响 的 船 只 总 计 2 4 艘 。 其 中 两 艘 船 只 为 俄 罗 斯 方 面 所 有 ， 其 负 责 人 表 示 他 们 了 解 事 件 情 况 ， 但 拒 绝 进 一 步 作 出 评 论 。 而 油 轮 S u e z   G e o r g e 号 船 长 并 未 意 识 到 异 常 状 况 的 发 生 ， 但 在 接 到 我 们 的 询 问 之 后 ， 对 方 对 导 航 日 志 进 行 了 检 索 并 查 看 了 6 月 2 4 日 的 每 小 时 位 置 数 据 ， 发 现 ， 当 其 在 靠 近 俄 罗 斯 海 岸 时 ， 明 显 被 “ 转 移 ” 到 了 格 连 吉 克 周 边 机 场 位 置 。 以 上 动 画 显 示 S u e z   G e o r g e 号 上 舰 载 G P S 接 收 器 的 报 告 数 据 。 当 天 早 0 6 ： 0 0 ， 该 接 收 器 报 告 称 船 只 当 前 位 置 位 于 格 连 吉 克 机 场 。 我 们 还 对 S u e z   G e o r g e 号 的 航 行 日 志 进 行 了 深 入 分 析 。 结 果 非 常 明 显 ， 每 当 该 船 只 靠 近 海 岸 时 ， 舰 载 G P S 接 收 器 即 会 发 出 欺 骗 信 号 。 以 下 时 间 轴 动 画 所 示 为 该 船 只 在 6 月 2 1 日 到 2 2 日 之 间 的 所 在 位 置 ： 即 使 靠 近 海 岸 ， 该 船 只 偶 尔 也 会 回 到 其 实 际 所 在 位 置 。 这 可 能 意 味 着 信 号 发 射 器 被 暂 时 关 闭 ， 或 者 欺 骗 方 实 际 上 正 在 对 设 备 功 能 进 行 测 试 。 证 据 指 向 证 据 指 向 “ 欺 骗 攻 击 欺 骗 攻 击 ” 在 G N S S （ 卫 星 导 航 系 统 的 统 称 ） 的 小 圈 子 里 ， 德 克 萨 斯 大 学 教 授 T o d d   H u m p h r e y s （ 托 德 · 哈 姆 弗 雷 斯 ） 颇 具 威 望 ， 他 大 部 分 时 间 都 投 入 到 了 卫 星 导 航 技 术 的 研 究 当 中 ， 被 公 认 为 全 球 顶 尖 导 航 研 究 者 之 一 。 2 0 1 3 年 ， H u m p h r e y s 进 行 了 一 次 实 验 ， 即 以 数 公 里 距 离 外 对 豪 华 游 艇 W h i t e   R o s e   o f   D r a c h s 号 进 行 位 置 报 告 偏 移 。 结 果 证 明 ， 船 上 工 作 人 员 以 及 导 航 系 统 都 未 能 注 意 到 这 一 异 常 状 况 。 由 于 G P S 系 统 依 赖 于 距 离 地 表 超 过 2 万 公 里 的 卫 星 进 行 引 导 ， 因 此 相 关 信 号 在 抵 达 地 面 时 已 经 变 得 非 常 微 弱 。 如 果 有 人 在 周 边 区 域 设 置 一 台 欺 骗 性 发 射 器 ， 即 可 轻 松 取 代 正 确 的 G P S 信 号 ， 即 “ 欺 骗 攻 击 ” 。
H u m p h r e y s 在 2 0 1 4 年 S X S W 大 会 进 行 演 讲 H u m p h r e y s 表 示 ， 黑 海 区 域 出 现 的 事 故 很 可 能 属 于 欺 骗 攻 击 。 他 在 一 封 写 给 N R K b e t a 的 邮 件 中 表 示 这 就 是 一 次 欺 骗 攻 击 ： 现 有 证 据 强 烈 表 明 这 是 一 次 欺 骗 攻 击 。 船 长 的 说 明 以 及 相 关 照 片 已 经 很 有 说 服 力 。 哈 姆 弗 雷 斯 写 道 ， 根 据 其 线 人 的 说 法 ， 目 前 欺 骗 攻 击 仍 在 继 续 ， 但 信 号 强 度 较 低 。 “ 欺 骗 攻 击 欺 骗 攻 击 ” 是 为 了 保 护 什 么 ？ 是 为 了 保 护 什 么 ？ 另 有 知 悉 俄 罗 斯 政 府 内 情 的 人 士 报 告 称 ， 其 地 图 应 用 在 靠 近 职 能 机 构 位 置 时 也 会 错 误 显 示 其 身 处 机 场 。 对 此 ， 哈 姆 弗 雷 斯 提 出 了 自 己 的 理 论 — — 这 是 为 了 确 保 该 地 区 免 受 无 人 机 的 监 控 ： 几 位 几 位 G N S S 研 究 人 员 已 经 得 出 结 论 ， 俄 罗 斯 政 府 方 面 可 能 希 望 通 过 欺 骗 攻 击 建 立 起 抵 御 无 人 机 的 地 理 防 线 ， 旨 在 防 止 此 类 研 究 人 员 已 经 得 出 结 论 ， 俄 罗 斯 政 府 方 面 可 能 希 望 通 过 欺 骗 攻 击 建 立 起 抵 御 无 人 机 的 地 理 防 线 ， 旨 在 防 止 此 类 装 置 在 机 场 附 近 飞 行 。 装 置 在 机 场 附 近 飞 行 。         来 自 莫 斯 科 的 现 场 情 况 来 自 莫 斯 科 的 现 场 情 况 N R K 驻 莫 斯 科 记 者 M o r t e n   J e n t o f t （ 莫 坦 · 杰 妥 夫 特 ） 对 相 关 细 节 调 查 之 后 ， 发 出 了 段 视 频 ， 其 中 显 示 他 的 手 机 会 在 接 近 克 里 姆 林 宫 周 边 时 显 示 错 误 位 置 。 【 视 频 】
杰 妥 夫 特 指 出 ， 莫 斯 科 市 区 的 这 些 G P S 问 题 只 会 在 普 京 本 人 身 处 城 内 时 出 现 。 而 此 前 ， 当 黑 海 的 船 只 被 “ 转 移 ” 至 格 连 吉 克 时 ， 俄 罗 斯 总 统 普 京 正 身 处 他 位 于 黑 海 沿 岸 的 公 寓 。 这 表 明 俄 罗 斯 当 局 会 对 俄 罗 斯 总 统 所 在 地 进 行 G P S 欺 骗 。 H u m p h r e y s 亦 支 持 这 一 判 断 ： 长 久 以 来 ， 俄 罗 斯 、 美 国 以 及 其 它 国 家 都 拥 有 实 施 欺 骗 攻 击 的 必 要 技 术 。 令 人 惊 讶 的 是 ， 俄 罗 斯 方 面 会 公 开 且 毫 无 保 留 地 加 以 使 用 。 这 项 举 措 被 非 常 顺 畅 地 融 入 到 俄 罗 斯 的 信 息 伪 造 技 术 当 中 。 在 欺 骗 事 件 发 生 时 ， 普 京 确 实 身 在 相 关 地 区 ， 旨 在 调 查 土 耳 其 溪 天 然 气 管 道 的 建 设 情 况 。 专 家 们 一 直 认 为 军 事 机 构 早 已 拥 有 这 类 技 术 ， 但 其 大 规 模 应 用 情 况 却 非 常 罕 见 。 可 能 导 致 人 身 与 经 济 危 害 可 能 导 致 人 身 与 经 济 危 害 在 一 封 邮 件 中 ， H u m p h r e y s 指 出 这 类 欺 骗 攻 击 很 可 能 产 生 毁 灭 性 的 后 果 ， 其 可 能 破 坏 我 们 对 于 导 航 及 计 时 系 统 的 信 任 ， 并 最 终 造 成 人 身 与 经 济 危 害 。 举 例 来 说 ， 如 果 国 家 支 持 型 黑 客 将 矛 头 指 向 海 峡 ， 那 么 G P S / G N S S 欺 骗 攻 击 很 可 能 引 发 大 规 模 混 乱 与 警 报 。 技 术 民 主 化 令 欺 骗 攻 击 难 度 持 续 下 降 技 术 民 主 化 令 欺 骗 攻 击 难 度 持 续 下 降 挪 威 国 防 研 究 机 构 进 行 的 N R K b e t a 实 验 与 黑 海 欺 骗 攻 击 间 的 差 异 在 于 信 号 强 度 的 不 同 。 要 对 数 英 里 之 内 的 G P S 信 号 进 行 伪 造 ， 攻 击 者 需 要 选 择 高 架 点 部 署 发 射 器 与 放 大 器 。 H u m p h r e y s 表 示 其 实 施 难 度 并 不 高 ， 只 需 要 一 台 欺 骗 设 备 、 一 套 发 射 天 线 再 加 上 一 套 大 功 率 放 大 器 ， 即 可 完 成 这 样 的 攻 一 台 欺 骗 设 备 、 一 套 发 射 天 线 再 加 上 一 套 大 功 率 放 大 器 ， 即 可 完 成 这 样 的 攻 击 活 动 。 另 外 ， 将 天 线 安 设 在 山 顶 或 者 高 塔 上 将 可 实 现 广 泛 的 覆 盖 能 力 。 击 活 动 。 另 外 ， 将 天 线 安 设 在 山 顶 或 者 高 塔 上 将 可 实 现 广 泛 的 覆 盖 能 力 。
H a c k R F   O n e 是 一 款 软 件 定 义 型 无 线 电 装 置 ， 可 轻 松 实 现 大 部 分 现 代 无 线 电 频 谱 的 发 送 与 接 收 之 所 以 能 够 轻 松 利 用 各 类 无 线 电 频 率 进 行 信 息 传 输 ， 是 因 为 软 件 定 义 型 无 线 电 装 置 已 经 变 得 非 常 便 宜 ， 例 如 只 需 要 不 到 3 0 0 美 元 就 可 以 买 到 H a c k R F   O n e 。 H a c k R F   O n e 能 够 利 用 1   M h z 到 6   G H z 之 间 的 频 段 进 行 信 号 传 输 — — 这 已 经 涵 盖 了 大 部 分 现 代 无 线 电 频 谱 ， 包 括 G P S 所 使 用 的 频 段 。 H u m p h r e y s 等 研 究 人 员 曾 尝 试 使 用 一 台 H a c k R F   O n e 外 加 一 款 能 够 在 网 络 上 轻 松 找 到 的 G P S 信 号 模 拟 开 源 软 件 。
通 过 上 述 命 令 行 工 具 ， 就 能 够 轻 松 向 各 类 接 收 装 置 发 送 伪 造 G P S 信 号 。
H a c k R F   O n e 成 功 欺 骗 了 一 部 i P h o n e   6 手 机 实 验 结 果 显 示 ， 在 发 射 器 开 启 之 后 ， 大 多 数 接 收 器 都 会 收 取 到 欺 骗 信 号 。   研 究 人 员 还 利 用 一 款 频 谱 分 析 工 具 对 G P S 频 段 进 行 了 分 析 ， 当 启 动 欺 骗 装 置 时 ， 该 频 段 上 的 信 息 量 会 显 著 增 加 。
在 激 活 G P S 欺 骗 装 置 时 ， 动 画 下 部 的 蓝 色 区 域 波 动 将 更 为 详 尽 且 细 化 。 挪 威 官 方 并 未 发 现 实 验 带 来 的 信 号 异 常 挪 威 官 方 并 未 发 现 实 验 带 来 的 信 号 异 常 挪 威 通 信 管 理 局 网 络 部 主 任 E i n a r   L u n d e （ 艾 纳 · 伦 德 ） 表 示 ， 他 对 于 挪 威 的 G P S 信 号 非 法 传 输 行 为 并 不 知 情 。 他 认 为 最 重 要 的 是 了 解 此 类 技 术 的 相 关 知 识 ， 以 应 对 将 来 此 类 攻 击 活 动 的 设 备 越 来 越 便 宜 、 种 类 多 样 的 情 况 在 被 问 及 是 否 将 G P S 欺 骗 视 为 自 动 驾 驶 车 辆 面 临 的 潜 在 威 胁 时 ， L u n d e 表 示 ， 这 要 求 制 造 商 在 进 行 系 统 设 计 时 ， 确 保 其 能 够 承 受 各 类 现 有 G N S S 系 统 中 的 错 误 与 异 常 状 况 。 单 他 也 很 快 强 调 称 ， G P S 信 号 传 输 属 于 违 法 行 为 。 博 通 等 厂 商 已 有 欺 骗 检 测 产 品 博 通 等 厂 商 已 有 欺 骗 检 测 产 品 目 前 业 界 正 投 入 大 量 技 术 力 量 以 抵 御 此 类 欺 骗 活 动 。 欺 骗 检 测 机 制 业 已 存 在 ， 并 已 经 在 博 通 以 及 U - b l o x 等 厂 商 提 供 的 新 型 G P S 接 收 器 当 中 得 到 采 用 。 但 是 能 够 承 受 欺 骗 后 果 与 能 够 检 测 到 欺 骗 行 为 之 间 仍 然 存 在 着 巨 大 差 别 。 如 果 G P S 接 收 器 能 够 检 测 到 欺 骗 活 动 ， 其 仍 然 无 法 正 确 显 示 当 前 实 际 位 置 ， 这 是 因 为 相 较 于 实 际 G P S 信 号 ， 来 自 欺 骗 单 元 的 信 号 更 近 且 强 度 更 高 。 另 外 ， 这 种 对 欺 骗 活 动 的 耐 受 力 同 样 需 要 高 昂 的 成 本 投 入 。 少 量 位 置 欺 骗 装 置 影 响 可 控 少 量 位 置 欺 骗 装 置 影 响 可 控 据 H u m p h r e y s 所 言 ， 目 前 最 具 前 景 的 技 术 在 于 利 用 多 款 天 线 元 件 面 向 不 同 方 位 接 收 波 束 ， 从 而 排 除 干 扰 装 置 的 影 响 。 这 意 味 着 如 果 欺 骗 装 置 仅 从 一 个 或 者 两 个 位 置 发 出 信 号 ， 其 影 响 将 得 到 成 功 剔 除 。 不 过 对 于 手 机 以 及 其 它 产 品 而 言 ， 欺 骗 性 G P S 信 号 在 未 来 几 年 之 内 恐 怕 仍 将 困 扰 其 对 于 准 确 物 理 位 置 信 息 的 获 取 。 注 ： 本 文 由 E 安 全 编 译 报 道 , 转 载 请 注 明 原 文 地 址
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